कक्षा 10 गणित अध्याय 7 निर्देशांक ज्यामिति – नोट्स, प्रश्न उत्तर व MCQ टेस्ट
कक्षा 10 गणित अध्याय 7 निर्देशांक ज्यामिति – नोट्स, प्रश्न उत्तर व MCQ टेस्ट
Class 10 Maths Chapter 7 Coordinate Geometry Notes, Questions With Answers & 50 MCQ Test (CBSE / Bihar Board)
📜 परिचय
निर्देशांक ज्यामिति (Coordinate Geometry) गणित की वह शाखा है जिसमें हम ज्यामितीय समस्याओं को बीजगणित (Algebra) के माध्यम से हल करते हैं। इसमें किसी बिंदु की स्थिति को दो संख्याओं (x, y) के जोड़े से दर्शाया जाता है।
- X-अक्ष (भुज): क्षैतिज रेखा (Horizontal Line)
- Y-अक्ष (कोटि): ऊर्ध्वाधर रेखा (Vertical Line)
- मूल बिंदु (Origin): जहाँ दोनों अक्ष मिलते हैं, निर्देशांक (0, 0) होते हैं।
1. चतुर्थांश (Quadrants)
कार्तीय तल (Cartesian Plane) को चार भागों में बाँटा गया है:
| चतुर्थांश | चिन्ह (x, y) | उदाहरण |
|---|---|---|
| प्रथम (I) | (+, +) | (2, 3) |
| द्वितीय (II) | (-, +) | (-2, 3) |
| तृतीय (III) | (-, -) | (-2, -3) |
| चतुर्थ (IV) | (+, -) | (2, -3) |
2. दूरी सूत्र (Distance Formula)
A. दो बिंदुओं P(x₁, y₁) और Q(x₂, y₂) के बीच की दूरी:
B. मूल बिंदु (0, 0) से दूरी:
d = √[(4 - 2)² + (1 - 3)²]
d = √[(2)² + (-2)²] = √[4 + 4] = √8 = 2√2 मात्रक
3. विभाजन सूत्र (Section Formula)
A. अंतः विभाजन (Internal Division):
उस बिंदु P(x, y) के निर्देशांक जो बिंदुओं A और B को m₁ : m₂ के अनुपात में बांटता है:
y = (m₁y₂ + m₂y₁) / (m₁ + m₂)
B. मध्य-बिंदु सूत्र (Mid-point Formula):
यदि अनुपात 1:1 हो (बिल्कुल बीच में):
x = (3×8 + 1×4) / 4 = 28/4 = 7
y = (3×5 + 1×(-3)) / 4 = 12/4 = 3
बिंदु: (7, 3)
4. त्रिभुज का क्षेत्रफल (Area of Triangle)
यदि शीर्ष A(x₁, y₁), B(x₂, y₂) और C(x₃, y₃) हों:
y के लिए क्रम याद रखें: 123, 231, 312
1. x₁ (y₂ - y₃)
2. x₂ (y₃ - y₁)
3. x₃ (y₁ - y₂)
यदि तीन बिंदु एक ही सीधी रेखा में हैं, तो उनसे कोई त्रिभुज नहीं बनेगा।
इसलिए, त्रिभुज का क्षेत्रफल = 0
= 1/2 [ 1(6 - (-5)) + (-4)(-5 - (-1)) + (-3)(-1 - 6) ]
= 1/2 [ 11 + 16 + 21 ]
= 1/2 [ 48 ] = 24 वर्ग मात्रक
📝 परीक्षा सारांश (Exam Summary)
- 📏 दूरी सूत्र (1 अंक): मूल बिंदु (Origin) से किसी बिंदु (x, y) की दूरी सीधे √(x² + y²) होती है। लंबे सूत्र की जरूरत नहीं।
- ✂️ अनुपात (Ratio) k:1 मानें: जब भी प्रश्न पूछे "किस अनुपात में विभाजित करता है?", तो अनुपात को हमेशा k : 1 मानें। इससे गणना बहुत आसान हो जाती है और m₁:m₂ वाला बड़ा समीकरण नहीं बनाना पड़ता।
- 📐 संरेखी (Collinear) बिंदु: तीन बिंदु संरेखी (Collinear) हैं, यह सिद्ध करने का सबसे आसान तरीका है कि उनसे बनने वाले त्रिभुज का क्षेत्रफल शून्य (0) कर दें।
- 📍 अक्षों पर बिंदु:
• यदि बिंदु X-अक्ष पर है, तो उसके निर्देशांक (x, 0) मानें।
• यदि बिंदु Y-अक्ष पर है, तो उसके निर्देशांक (0, y) मानें। - चतुर्भुज का क्षेत्रफल निकालने के लिए उसे एक विकर्ण (Diagonal) खींचकर दो त्रिभुजों में बाँट दें और दोनों का क्षेत्रफल जोड़ दें।
- दूरी कभी ऋणात्मक (Negative) नहीं हो सकती। अगर रूट में -ve आए तो आपने गणना में गलती की है।
(नीचे दिए गए प्रश्नों को हल करें और अपनी तैयारी जांचें)
1. यहाँ दिए गए बिंदु हैं:
पहला बिंदु (x₁, y₁) = (2, 3)
दूसरा बिंदु (x₂, y₂) = (4, 1)
2. दूरी सूत्र का उपयोग करें:
दूरी = √[(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)²]
3. मान रखने पर:
= √[(4 - 2)² + (1 - 3)²]
= √[(2)² + (-2)²]
= √[4 + 4]
= √8
4. √8 को सरल करें:
√8 = √(4 × 2) = 2√2
निष्कर्ष:
अतः दूरी = 2√2 मात्रक।
1. विभाजन सूत्र का उपयोग करेंगे।
x₁ = -1, y₁ = 7
x₂ = 4, y₂ = -3
m₁ = 2, m₂ = 3
2. x का मान निकालें:
x = (m₁x₂ + m₂x₁) / (m₁ + m₂)
x = (2×4 + 3×(-1)) / (2 + 3)
x = (8 - 3) / 5
x = 5 / 5 = 1
3. y का मान निकालें:
y = (m₁y₂ + m₂y₁) / (m₁ + m₂)
y = (2×(-3) + 3×7) / (2 + 3)
y = (-6 + 21) / 5
y = 15 / 5 = 3
निष्कर्ष:
अतः उस बिंदु के निर्देशांक (1, 3) हैं।
1. निर्देशांक पहचानें:
x₁ = -5, y₁ = 7
x₂ = -1, y₂ = 3
2. दूरी सूत्र में मान रखें:
दूरी = √[(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)²]
= √[(-1 - (-5))² + (3 - 7)²]
= √[(-1 + 5)² + (-4)²]
= √[(4)² + (-4)²]
3. गणना करें:
= √[16 + 16]
= √32
4. सरल करें:
√32 = √(16 × 2) = 4√2
निष्कर्ष:
अतः दूरी 4√2 मात्रक है।
1. प्रश्न में दिया है:
दूरी PQ = 10
2. दूरी सूत्र लगाएं:
√[(10 - 2)² + (y - (-3))²] = 10
√[(8)² + (y + 3)²] = 10
3. दोनों तरफ वर्ग (Square) करने पर रूट हट जाएगा:
64 + (y + 3)² = 100
(y + 3)² = 100 - 64
(y + 3)² = 36
4. वर्गमूल लेने पर:
y + 3 = ±6
5. दो स्थितियाँ:
स्थिति 1: y + 3 = 6 ⇒ y = 3
स्थिति 2: y + 3 = -6 ⇒ y = -9
निष्कर्ष:
अतः y के मान 3 या -9 हो सकते हैं।
1. मध्य-बिंदु का सूत्र:
[(x₁ + x₂)/2, (y₁ + y₂)/2]
2. मान रखें:
x₁ = 4, y₁ = -1
x₂ = -2, y₂ = -3
3. गणना करें:
x निर्देशांक = (4 + (-2)) / 2 = (4 - 2) / 2 = 2 / 2 = 1
y निर्देशांक = (-1 + (-3)) / 2 = (-1 - 3) / 2 = -4 / 2 = -2
निष्कर्ष:
अतः मध्य-बिंदु के निर्देशांक (1, -2) हैं।
1. चूँकि बिंदु x-अक्ष पर है, इसलिए उसका y निर्देशांक 0 होगा।
माना वह बिंदु P(x, 0) है।
दिए गए बिंदु A(2, -5) और B(-2, 9) हैं।
2. प्रश्न के अनुसार PA = PB है, तो PA² = PB² भी होगा।
PA² = (x - 2)² + (0 - (-5))² = (x - 2)² + 25
PB² = (x - (-2))² + (0 - 9)² = (x + 2)² + 81
3. दोनों को बराबर रखने पर:
(x - 2)² + 25 = (x + 2)² + 81
x² + 4 - 4x + 25 = x² + 4 + 4x + 81
4. x² और 4 दोनों तरफ से कट जाएंगे:
-4x + 25 = 4x + 81
-4x - 4x = 81 - 25
-8x = 56
x = 56 / -8
x = -7
निष्कर्ष:
अतः वह बिंदु (-7, 0) है।
1. यदि तीन बिंदु संरेखी (एक ही लाइन में) होते हैं, तो उनसे बनने वाले त्रिभुज का क्षेत्रफल 0 होना चाहिए।
2. त्रिभुज के क्षेत्रफल का सूत्र:
1/2 [x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)]
3. मान रखने पर:
1/2 [1(3 - (-11)) + 2(-11 - 5) + (-2)(5 - 3)]
= 1/2 [1(14) + 2(-16) + (-2)(2)]
= 1/2 [14 - 32 - 4]
= 1/2 [14 - 36]
= 1/2 [-22]
= -11
निष्कर्ष:
चूँकि क्षेत्रफल 0 नहीं आया (यह -11 आया है), इसलिए ये बिंदु संरेखी नहीं हैं।
1. शीर्षों को पहचानें:
x₁ = 2, y₁ = 3
x₂ = -1, y₂ = 0
x₃ = 2, y₃ = -4
2. क्षेत्रफल का सूत्र:
क्षेत्रफल = 1/2 |x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)|
3. मान रखने पर:
= 1/2 |2(0 - (-4)) + (-1)(-4 - 3) + 2(3 - 0)|
= 1/2 |2(4) + (-1)(-7) + 2(3)|
= 1/2 |8 + 7 + 6|
= 1/2 |21|
= 21/2
= 10.5
निष्कर्ष:
अतः त्रिभुज का क्षेत्रफल 10.5 वर्ग मात्रक है।
1. हम जानते हैं कि समांतर चतुर्भुज के विकर्ण (Diagonals) एक-दूसरे को समद्विभाजित (Bisect) करते हैं।
इसका मतलब है: विकर्ण AC का मध्य-बिंदु = विकर्ण BD का मध्य-बिंदु।
2. AC का मध्य-बिंदु:
[(6 + 9)/2 , (1 + 4)/2] = [15/2 , 5/2]
3. BD का मध्य-बिंदु:
[(8 + p)/2 , (2 + 3)/2] = [(8 + p)/2 , 5/2]
4. अब दोनों के x-निर्देशांक बराबर होने चाहिए:
15/2 = (8 + p)/2
5. नीचे का 2 कट जाएगा:
15 = 8 + p
p = 15 - 8
p = 7
निष्कर्ष:
अतः p का मान 7 है।
1. लाइन को 4 टुकड़ों में बांटने के लिए हमें बीच में 3 बिंदु चाहिए: P, Q, R.
A — P — Q — R — B
2. बिंदु Q बिल्कुल बीच में (मध्य-बिंदु) होगा।
Q के निर्देशांक = [(-2 + 2)/2, (2 + 8)/2]
= [0/2, 10/2]
= (0, 5)
3. बिंदु P, बिंदु A और Q का मध्य-बिंदु होगा।
A(-2, 2) और Q(0, 5)
P के निर्देशांक = [(-2 + 0)/2, (2 + 5)/2]
= [-2/2, 7/2]
= (-1, 3.5)
4. बिंदु R, बिंदु Q और B का मध्य-बिंदु होगा।
Q(0, 5) और B(2, 8)
R के निर्देशांक = [(0 + 2)/2, (5 + 8)/2]
= [2/2, 13/2]
= (1, 6.5)
निष्कर्ष:
अतः वे तीन बिंदु (-1, 3.5), (0, 5) और (1, 6.5) हैं।
📊 Test Result
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